硫磺二期工艺管道安装施工方案.docx

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硫磺二期工艺管道安装施工方案

洛阳分公司4万吨/年硫磺回收装置（二期）

管道安装施工方案

编制：

审核：

批准：

洛阳隆惠石化工程有限公司

2011年12月

1、基本概况

2、施工依据

3、管道组成件验收及管理

4、管道预制

5、管道焊接和热处理

6、管道现场安装

7、试验及吹扫

8、主要施工机具和施工手段用料计划

9、施工质量管理及保证措施

10、HSE方案

11、施工组织

附图1工艺管道施工质量体系图

附图2工艺管道施工HSE组织机构图

附图3工艺管道施工组织机构图

工作危害分析（JHA）记录表

安全检查（SCL）分析记录表

焊接工艺卡

热处理工艺卡

1.基本概况

1.1基本概况

洛阳分公司硫磺回收装置（二期）工程由洛阳石化工程设计有限公司设计，洛阳隆惠石化工程有限公司施工。

管道部分主要由总图区、硫磺回收区、溶剂再生区、酸性水汽提区、罐区等组成，位于硫磺回收装置一期内部。

本方案部不包含夹套管的施工内容，夹套管的施工详见夹套管专项施工方案。

1.2总体施工程序

图1管道安装的总体施工程序

1.3单线图二次设计

按以下基本原则在单线图中标注出预计固定口和活动口的位置、焊口编号：

Ø焊口编号的编制方法和格式按照隆惠公司《压力管道安装质量手册》；

Ø现场焊口应避开管架，并便于施焊和检验；

Ø复杂管段应经实测后再绘制管段图；

Ø选择易于现场调整的部位作为封闭管段，并在图中注明，且留足尺寸调整裕量；

Ø待预制管段必须标注清楚准确、尺寸齐全。

1.4工程特点

1.4.1管道介质多为易燃、易爆、有毒有害物料,管道系统严密性要求高。

1.4.2管道施工工作较大，施工工艺针对性强，施工质量要求严格。

1.4.3装置中设备较多，对管道安装可能产生的附加应力要求高。

在施工过程中严格按图纸规范要求进行预制、安装，加强过程监督和把关。

1.4.4管、阀、配件种类多，数量大，材料管理难度大。

因此对现场要严格按有关规范、规定进行科学的管理。

1.4.5安装工期紧，在极短的安装工期中，要完成包括管线的安装、试压、吹洗等工作，所以应尽可能地解决加大预制深度，合理组织施工。

1.4.6交叉作业多，安全问题突出，各专业之间的交叉，多层作业之间的交叉等等，因此需要严密组织和科学安排，确保施工安全和生产运行安全。

1.4.7施工质量要求高，由于时间短，任务重，在施工中没有时间进行返工整改工作，这就要求施工人员严格按图纸及规范施工，确保管道施工质量及内部的清洁度以提高各个密封点密封可靠性。

1.5工程实物量

表1工程实物量

区号

名称

单位

工程量

总图区

管道

寸径

12159

阀门

个

662

管件

个

2042

法兰

个

1025

硫磺回收区

管道

寸径

27000

阀门

个

873

管件

个

2311

法兰

个

3523

溶剂再生区

管道

寸径

14000

阀门

个

173

管件

个

538

法兰

个

286

酸性水汽提区

管道

寸径

25000

阀门

个

586

管件

个

1210

法兰

个

1382

罐区

管道

寸径

2334

阀门

个

157

管件

个

619

法兰

个

344

2.施工依据

2.1洛阳石化工程设计有限公司设计施工图纸

2.2《工业安装工程质量检验评定统一标准》GB50252-2010

2.3《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB50184-2011

2.4《工业金属管道工程施工规范》GB50235-2010

2.5《现场设备、工业管道焊接工程及验收规范》GB50236-98

2.6《石油化工钢制管道工程工程施工工艺标准》SH/T3517-2001

2.7《阀门检验与管理规程》SH3518-2000

2.8《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》SH3501-2011

2.9《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》GB50517-2010

2.10《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》SH3520-2004

2.11《石油化工铬镍不锈钢、铁镍合金和镍合金焊接规程》SH3523-2009T

2.12《石油化工夹套管施工及验收规范》SH3546-2011

3.管道组成件验收及管理

3.1管道组成件外观检查时，应符合下列要求：

3.1.1表面不得有裂纹、折迭、轧折、分层、发纹及结疤等缺陷；

3.1.2无超过壁厚负偏差的锈蚀、麻点、凹坑及机械损伤等缺陷；

3.1.3螺纹、密封面、坡口的加工精度及粗糙度应符合设计标准要求；

3.1.4产品标识齐全、完整。

3.2阀门检验和管理

SHA级管道用阀门到货后，必须单独存放和管理，在阀门的醒目位置以油漆书写或挂标签的形式，以“SHA”进行标识，该标识至少保留到该阀门安装到位。

阀门按要求进行检验、验收和试验、调试合格后，现场施工技术人员应仔细核对其规格型号、编号、标识及检验记录，以确保安装无误可靠。

3.3螺栓、螺母的螺纹应完整、无划痕、毛刺等缺陷，并应配合良好，无松动或卡涩现象。

3.4耐油石棉橡胶垫片和橡胶石棉垫片的边缘应切割整齐，表面应平整光滑，不得有气泡、分层、折皱等缺陷。

金属环垫、缠绕式垫片不得有径向划痕，松散、翘曲等缺陷。

3.5铬钼合金钢、含镍低温钢、不锈钢、镍及镍合金管道组成件的快速光谱分析由甲方材料检验部门完成，每批抽检10％，且不少于1件，并做好复查标记。

凡按规定作抽样检查或检验的样品中，若有一件不合格，必须按原规定的抽样比例加倍抽检，若仍不合格，则该批管道组成件不得投用，对该批组成件做好标记并放置在不合格区进行隔离。

3.6管道组成件的存放应符合下列要求：

3.6.1按品种规格、材质、批次划区存放；不锈钢、有色金属与合金钢、碳素钢应分别放置，不得混放。

3.6.2现场材料应摆放整齐，不得随意堆放，防止丢失或混淆。

3.6.3室外存放的管材、附件等应设置垫木和防雨棚，防止受潮生锈。

3.7标识管理

为了防止误用材料，管道组成件验收合格后，由用料单位材料员或保管员必须按规定对管道组成件进行标识。

3.7.1按下列的规定实施物资的色标标识：

1）色标规定

合金钢螺柱、螺母用油漆进行标识。

螺柱的色标位于螺柱一端，螺母的色标位于六方平面上。

常用螺柱色标见表2，螺母色标见表3。

如果实际用料超出表2、表3规定时，可另行规定色标，但色标不得与表冲突，并且作好记录。

表2螺柱色标

螺柱牌号

35CrMoA

25Cr2MoVA

40Cr

40MnB

色标

红

黄

绿

白

表3螺母色标

螺母牌号

35CrMoA

25Cr2MoVA

30CrMoA

40Mn

色标

红

黄

绿

白

3.7.2按专门施工验收规范要求已进行专项补充检验并验收合格，且用于该规范规定场合管道组成件，加特殊标识。

3.7.3材料的标识部位

管道组成件的标识应作在外表面。

管子的标识应距管端100mm以内的位置；阀门、管件的标识应在本体中部；法兰、法兰盖的标识位于外圆面上；螺柱的色标位于螺柱一端；螺母的色标位于六方平面上；垫片、焊接材料的标识应位于包装外表面上。

3.7.4材料进厂后将材料放置于待验区。

材料检验合格后，由保管员进行识别标识，并放入合格区。

检验不合格的材料保持原有产品标识，加上“检验不合格”标签或印章后放置于不合格品区。

3.7.5材料的标识应同时采用实物标识和文件标识，保管员填写材料专帐。

3.7.6材料检验员对材料标识进行确认，确认后在“材料入库报验单”上签字认可。

3.7.7不锈钢和合金管线及管件应按规定进行色带标识。

3.7.8焊材、垫片采用标签（不干胶卡片制作）标识。

3.7.9阀门采用挂牌标识和试验状态标识。

阀门检验合格后在阀体上挂上标牌并在阀体上用红色油漆标出“√”，不合格在阀体上用红色油漆标出“×”。

3.7.10材料领用时，操作人员必须检查材料标识，必要时进行标识移植，标识移植由材料保管员负责核对。

无标识的材料严禁发放。

4.管道预制

4.1管道预制原则

4.1.1管道预制一般包括管子的调直、切割、坡口或螺纹加工、弯制、支吊架制作以及管段预组装。

管道预制按管段单线图规定的预制范围和预制深度进行。

4.1.2管道预制加工的每道工序，均应认真核对其材质、规格、标记等是否符合设计要求。

并做好标记移植工作和检验记录。

4.1.3管道预制加工后，必须清理内部杂物，封闭两端并妥善保管。

4.2管道的下料、划线、切割、坡口制作

4.2.1首先要根据施工图纸、单线图、现场实测的情况以及管件坡口组对间隙、垫片厚度及各方向焊口数量综合确定下料净长度。

同一管材连续下料时，应根据选用的切割方法留出相应的加工余量。

4.2.2各种类型划线包括直管、马鞍口等使用样板划线。

马鞍支管连接段应先将马鞍端下料，打磨合格后，由马鞍端量尺，确定管段长度。

马鞍管开口在管段下料打磨后进行，打磨后的管段上在马鞍口中心打样冲眼或划十安线，用样板划线开孔，开孔时留出打磨加工余量1～2mm。

4.2.3下料:

Ф89mm以下的直管下料采用无齿锯切割或氧－乙炔焰切割，Ф108mm以上的直管，根据材质选用机械、等离子及氧－乙炔焰切割。

4.2.4坡口加工：

宜采用机械方法进行。

1）碳钢管线采用氧乙炔火焰切制坡口时必须将坡口表面的氧化物、熔渣及飞溅清理干净；

2）对于不锈钢管用砂轮切割、磨制坡口时要使用专用砂轮，不能使用切割碳素钢管的砂轮。

3）铬钼钢坡口采用非机加工坡口后，应进行外观检查，其表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，并对坡口表面进行磁粉检测，按JB/T4730要求Ⅰ级合格。

4.3弯管

4.3.1对于设计中无弯头的碳素钢管线（如伴热线）进行弯管时，可采用1050～750℃热弯（最小弯曲半径为3.5Do）或冷弯（最小弯曲半径为4.0Do），弯管应采用壁厚为正公差的管子制作。

4.3.2弯制后，弯管壁厚不得小于公称壁厚的90%；最大外径与最小外径之差不得大于弯管前管子外径的8%；管端中心偏差值不得大于3mm/m，当直管长度大于3m时，其偏差值不得超过10mm。

4.4预制管段的组对

4.4.1管道组对前，检查管口的偏斜度和管坡口及椭圆度等尺寸，偏口率a≤0.01D外且<2mm。

当管口出现椭圆度超标时，首先测量圆周长，计算出正常圆直径，然后将管口分成若干等分，测量不同角度圆直径，如0°、30°、60°、90°，角度根据管口直径自行确定,目的是校正椭圆,检查出哪个方向椭圆。

然后用千斤顶、大锤冷校正或火焰加热校正，注意大锤锤击时必须在管壁上垫有隔离层，防止管口被大锤锤击造成的坑凹缺陷。

4.4.2管道组成件组对时，必须将坡口表面及两侧内、外壁20mm范围内的油、漆、垢、锈等清除干净，直至发出金属光泽。

4.4.3同规格管道对接焊口的组对内壁应平齐，如有错口：

SHA级管道其错口值不应超过壁厚的10%，且不大于0.5mm；SHB、SHC及SHD级管道其错口值不应超过壁厚的10%，且不大于1mm。

4.4.4不等厚管道组成件的对接坡口，内壁错边量超过壁厚的10%（或2mm）或外壁错边量大于3mm时，对超出端必须进行倾斜度大于1:

3的机械削薄处理。

4.4.5管段对口时应检查平直度，应在距接口中心200mm处测得，当DN<100mm时，其偏差不得大于1mm，当DN≥100mm时，允许偏差2mm，全长总偏差不得大于10mm。

4.4.6焊缝设置

焊缝的设置应避开应力集中区，便于焊接、热处理及检验，并符合下列要求：

1）除采用无直管段的定型弯头外，对接焊口中心线距离管子弯曲起点不小于管子外径，且不小于100mm。

2）两直管段环缝间距离：

当公称直径大于或等于150mm时，不应小于150mm时；当公称直径小于150mm时，不应小于管子外径，且不小于100mm。

3）焊缝与支、吊架边缘的净距离必须大于50mm。

需要热处理的焊缝距支、吊架边缘的净距离必须大于150mm。

4）管道接口应避开疏、放水及仪表管等的开孔位置，距离开孔边缘不应小于50mm，且不应小于孔径。

4.5法兰与管子的组对

法兰与管子的组对方法及要求为：

1）法兰装配前对其连接的尺寸进行测量，口径应相等，管口如有变形必须予以矫正。

对焊法兰的内径与管子内径的偏差不应超过壁厚的10%，且不大于0.5mm；

2）法兰装配时，其密封面与管中心线垂直偏差不应超过0.25%，且不大于2mm；

3）组对法兰时，应先在上方进行定位焊接，用法兰角尺沿上下方向找正，合格后点固下方，再找正左右两侧并进行定位焊；

4）法兰螺栓孔应做跨管子中心线两侧对称排列，法兰螺栓孔对称水平度允许偏差为±1.5mm；

5）组对法兰应先将管段找平、找正，然后组对法兰，若需要同管段的两端焊接法兰时，应先焊好一端法兰，然后依此法兰为基准用线坠或水平尺找正后，再装配另一端的法兰。

4.6焊口的局部间隙过大时，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。

4.7不得采用强力对口、加热管子、加偏垫或多层垫等方法来消除接口端面的空隙、偏斜、错口或不同心度等缺陷。

4.8管子对口符合要求后，应垫置牢固，避免焊接和热处理过程中产生的附加应力和变形。

5.管道焊接和热处理

5.1

焊接施工程序焊接施工程序见下图2

5.2焊接工艺

5.2.1焊接方法及电源极性

1）管线规格Ф

2）管线的承插焊、马鞍口一般采用焊条电弧焊，如需要采用钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊填充、盖面；

3）电源极性

a.手工钨极氩弧焊：

直流正接。

b.手工电弧焊：

直流反接。

5.2.2焊接材料：

焊接材料的选用见表4。

表4焊接材料选用表

钢材

焊条

规格

焊丝

规格

20/20G

J427

Φ3.2/Φ4.0

TIG-J50/H08Mn2SiA

Φ2/2.5

0Cr18Ni9

A107

Φ3.2/Φ4.0

H0Cr20Ni10Ti

Φ2/2.5

00Cr19Ni10

A002

Φ3.2/Φ4.0

H00Cr21Ni10

Φ2/2.5

15CrMoG

R307

Φ3.2/Φ4.0

H13CrMoA

Φ2/2.5

5.2.3工艺要求

1）严禁在管道坡口外引弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，并应防止电弧擦伤母材。

2）对不锈钢焊件，氩弧焊打底焊接时，焊缝内侧应充氩气进行保护，防止内侧焊缝金属被氧化。

3）焊接施工中应注意引弧和收弧的质量，收弧时应将弧坑填满；多层焊接的层间接头应错开。

4）管子焊接时，管内不得有穿堂风。

5）不锈钢焊接时，焊前应在坡口两侧100mm范围内，涂白垩粉或其它防粘污剂，以防飞溅物粘污焊件表面；在保证焊透和熔合良好的情况下，采用小电流、短电弧、快速焊和多层多道焊工艺，并应控制层间温度小于100℃。

6）　采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防产生裂纹。

7）多层多道焊缝焊接时，应逐层进行检查，经自检合格后，方可焊接次层，直至焊完。

8）焊前预热时应在坡口两侧均匀进行加热，预热范围应为坡口中心两侧各不小于壁厚的5倍，且不少于100mm，并防止局部过热，加热区以外100mm范围内应予以保温。

5.3焊后热处理

5.3.1焊后热处理应严格按照热处理工艺卡进行（见附表）。

5.3.2热处理的加热范围为焊缝两侧各不少于焊缝宽度的3倍，且不少于25mm。

加热区以外100mm范围内应予以保温，且管道端口应封闭。

5.3.3热处理温度应采用热电偶或其它合适的方法进行测量，并采用自动温度记录仪器在整个热处理过程中连续测量和记录热处理过程，形成温度一时间自动记录曲线。

测温记录仪器应在校验合格期内。

5.3.4当管道的公称直径小于或等于300mm时，每个焊接接头应安置1个热电偶测温计;当管道的公称直径大于300mm时，每个焊接接头应对称安置2个热电偶测温计。

（本条见GB50517-2010）。

5.3.5焊接接头热处理后，首先应确认热处理自动记录曲线。

热处理自动记录曲线异常，应查明原因:

被查部件的焊接接头硬度值超过规定范围时，应重新进行热处理。

5.3.6经焊后热处理合格的部位，不得再进行焊接作业，否则应重新进行热处理。

5.3.7经焊后热处理的焊接接头，应对焊缝和热影响区进行100%硬度值测定，20#的硬度值不得超过HB200，15CrMoG的硬度值不得超过HB225，如硬度值超标，应重新进行热处理。

6.管道现场安装

6.1管道现场安装前的条件确认

由管道安装单位和管架、设备安装单位质检人员、项目部质检人员和监理人员组成的联合验收组按以下要求实施管道现场安装前的确认：

6.1.1必须在管道安装前完工的相关专业工程已完工，质量验收已合格，并办理了工程中间交接手续；

6.1.2管架采用的材料规格、型号、安装尺寸符合管架安装施工图纸的要求；

6.1.3与管道连接的设备经找正合格、连接固定完毕，二次灌浆达到要求；

6.1.4核对设备上为安装或焊接管道支、吊架位置及数量满足管道安装要求；

6.1.5管道安装前应完成的工序，如探伤、热处理已经进行完毕，返修口已经全部经探伤合格；

6.1.6管子、管段、管件、阀门等内部已经清理干净，无污物或杂物等。

6.2一般安装要求

6.2.1管道安装一般按下列原则进行：

1）先地下管后地上管；

2）先大管后小管；

3）先高压管后低压管；

4）先不锈钢、合金钢管后碳钢管；

5）先夹套管后单体管。

6.2.2连接法兰的所有螺栓，在自由状态下应能顺利通过螺孔。

法兰密封面的平行度偏差及间距应符合表5的要求：

表5自由状态下法兰密封面的平行度偏差及间距（mm）

管道级别

平行度偏差

间距

DN≤300

DN>300

SHA

≤0.4

≤0.7

垫片厚＋1.5

SHB

≤0.6

≤1.0

垫片厚＋2.0

其它

≤0.8

≤1.2

垫片厚＋2.5

6.2.3不得用强紧螺栓的方法消除法兰的歪斜或间距过大。

螺栓紧固后法兰的平行及径向位移应符合表6的规定：

表6紧固状态下法兰平行及径向位移的允许偏差（mm）

管道级别

平行度偏差

径向位移偏差

DN≤250

DN≤250

DN≤250

DN≤250

SHA

≤0.10

≤0.15

≤0.15

≤0.20

SHB

≤0.20

≤0.25

≤0.25

≤0.30

其它

≤0.30

≤0.35

≤0.40

6.2.4每对法兰使用的螺栓、螺母规格型号及安装方向应一致。

在直立的管道上，单头螺栓的头部宜在法兰上方，螺母在下方。

6.2.5与设备连接的第一道法兰应加设临时盲板隔离，严防脏物进入设备。

盲板应有明显标记，专人负责安装与拆除。

6.2.6法兰螺栓，特别是耐高温合金螺栓，要按设计料表准确使用，要按材质、规格、对号入座，严禁错用乱用。

螺帽配置齐全，紧固后的螺栓应露出螺母1～2扣，螺栓拧紧采用三步法，第一步对称拧紧，第二步间隔拧紧，第三步顺序拧紧。

6.2.7管路附件安装，特别是管路中在线仪表接头、管嘴及部件安装，应与管道组成件安装同步进行。

凡管路中因供货短缺，或因工作当日不能完成的接口等，均应进行及时的临时封闭。

若需充氮保护管路，应采取相应的临时措施。

6.2.8温度计套管及其它插入件的安装方向与长度，应符合设计要求。

6.2.9节流孔板等安装位置的上下游直管长度，应符合仪表专业的设计要求，在此范围内不应有焊缝，孔板法兰焊缝的内部，应修磨平整光滑。

6.2.10管道安装的坡向，坡度应符合设计要求，防止管内存液。

6.2.11管道安装工作如遇中断，应及时封闭敞开的管口。

复工安装相连的管道时，必须检查，确认管内无疑问后，再进行安装。

6.2.12高温管道（工作温度大于200℃）螺栓热紧固

在采用蒸汽进行管路吹洗和工艺管道试运行时，应对法兰连接螺栓进行热紧固。

1）热态紧固在管路介质保持工作温度2小时后进行。

2）螺栓的紧固应根据设计文件规定的升压梯度确定相应的紧固允许内压值，当设计无明确规定时，热力管道螺栓紧固时管内最大压力值为0.5MPa。

3）螺栓紧固操作温度：

工作温度小于350℃时，进行一次热紧固，热紧固温度为工作温度；工作温度大于等于350℃时，分两次进行热紧固，第一次热紧固温度为350℃，第二次热紧固温度为工作温度。

6.3与转动设备（下称：

机器）连接的管道安装

6.3.1与机器连接的管道，在安装前必须将其内部处理干净，透平机入口管应无铁锈、尘土、油、水及其它污物。

6.3.2油系统管道按直径大小分别采用酸洗或喷砂的方法清理内部。

6.3.3与机器连接的管道，应机器侧开始安装，应先安装管支架。

管道和阀门等的重量和附加力矩不得作用在机器上。

管道的固定焊口应尽量远离设备，并在固定支架以外，以减轻焊接应力的影响，管道的水平度或垂直度偏差不得大于1mm/m。

压缩机入口管道因水平偏差造成的坡度，应坡向分液罐一侧。

6.3.4与机器连接的管道及其支、吊架安装完毕后，应卸下接管上的法兰螺栓，在自由状态下所有螺栓应能在螺栓孔中顺利通过。

法兰密封面间的平行偏差、径向偏差及间距，当设计或制造厂未规定时，不应超过表7的规定值。

表7与机器连接管道自由状态下法兰密封面的平行度偏差、径向位移及间距

机器转速

（r/min）

平行度偏差

（mm）

径向位移

（mm）

间距

（mm）

<3000

≤0.40

≤0.80

垫片厚＋1.5

3000~6000

≤0.15

≤0.50

垫片厚＋1.0

>6000

≤0.10

≤0.20

垫片厚＋1.0

6.3.5机器试车前，应对管道与机器的连接法兰进行最终连接检查。

检查时，在联轴器上架设百分表监视其位移，然后松开和拧紧法兰连接螺栓进行观测。

当设备供货商有文件要求时，按随机文件要求进行，否则，当转速大于6000r/min时，其位移值应小于0.02mm，当转速小于等于6000r/min时，其位移值应小于0.05mm。

需预拉伸（或压缩）的管道与设备最终封闭连接时，设备不得产生位移。

6.3.6转动设备入口管，在系统吹扫前，不得与设备连接，应用有标记的盲板隔离。

6.3.7管道经试压，吹扫合格后，应对设备的连接管口进行复查，其指标符合本条以上的要求。

6.4管道支、吊架安装

6.4.1滑动导向管支架安装时要保证管道能够自由伸缩滑动，必须保证管托安装于管底中心线上，不得有歪斜现象。

导向角钢与管托必须平行并且保证设计要求的间隙。

当管道有热位移时，滑动导向支架安装位置应为从中心线向热位移反方向偏移，偏移量为管道热位移的一半。

6.4.2固定管架是管道的安装定位点、受力点，必须保证管架的牢固稳定。

焊接质量必须保证，保证焊肉饱满，无漏焊欠焊，施工完毕质检员要对固定管架逐个检查确认。

6.4.3架在安装时要求吊架力量适当，即不能太松，起不到吊架的作用，同时也不能过紧，使管道受到额外的拉